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Atombau, Periodensystem und Elementgruppen
Schlusspunkt
5
Die Elektronenschreibweise zeigt die Anordnung der
Außenelektronen. Einzelelektronen werden als Punkte,
Elektronenpaare als Striche geschrieben.
6
Das flüssige Element in Bild 4 gehört zur Elementgruppe
der Halogene. Das Bild zeigt das Element Brom. Brom
steht in der VII. Hauptgruppe und in der vierten Periode
im Periodensystem.
Aufgaben
1
2
Auf der Chemikalienflasche sind die Gefahrensymbole
„leicht entzündlich“ und „ätzend“ zu erkennen. Das Element wird unter Petroleum aufbewahrt und zeigt beim
Verbrennen eine intensiv gelbe Flammenfärbung. Es
handelt sich um das Element Natrium.
In der abgebildeten Reihe fehlen die Edelgase Helium
Neon und Argon. Die Edelgase sind wie folgt einzuordnen: He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl,
Ar, K, Ca. Ordnet man die Elemente in acht senkrechte
Spalten, stehen solche mit ähnlichen Eigenschaften untereinander:
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Folgende Elementgruppen sind zu erkennen:
Die erste senkrechte Spalte entspricht der I. Hauptgruppe, die Elemente sind Alkalimetalle. Die zweite senkrechte Spalte enthält Erdalkalimetalle, Elemente der II.
Hauptgruppe. Die Elemente der vierten senkrechten
Spalte gehören zur Kohlenstoff-Silicium-Gruppe. Die
Elemente der VII. Hauptgruppe in der siebten senkrechten Spalte sind Halogene. Helium He, Neon Ne und
Argon Ar stehen in der VIII. Hauptgruppe und zählen zur
Elementgruppe der Edelgase.
3
a) Die Ordnungszahl von Magnesium ist 12.
b)
Das Bromatom besitzt vier Schalen. Die erste Schale
enthält zwei Elektronen, die zweite Schale acht Elektronen, die dritte Schale achtzehn Elektronen und die vierte
Schale sieben Elektronen.
7
Wenn man 100 000 000 Atome nebeneinander legen
könnte, würde man eine Strecke von 10 Millimeter messen.
8
Das winzige Würfelchen hätte eine Masse von ca. 8000 t,
da die Masse eines Atoms sich fast ausschließlich aus
der Masse von Protonen und Neutronen des Atomkerns
zusammensetzt.
Zusatzinformationen
Das Magnesiumatom besitzt drei Schalen. Die erste
Schale enthält zwei Elektronen, die zweite Schale
acht Elektronen und die dritte Schale zwei Elektronen.
Im Atomkern befinden sich zwölf Protonen und zwölf
Neutronen.
c) Magnesium steht in der II. Hauptgruppe und in der
dritten Periode im Periodensystem. Es gehört zur
Elementgruppe der Erdalkalimetalle.
4
a) Die Ordnungszahl (Protonenzahl) gibt die Anzahl der
Protonen im Atomkern sowie die Anzahl der Elektronen in der Hülle an.
b) Die Hauptgruppen-Nummer gibt die Anzahl der Außenelektronen an.
c) Die Perioden-Nummer gibt die Anzahl der Schalen in
der Elektronenhülle an.
118
Zu Aufgabe 6:
Auf den Basisseiten zum Schalenmodell wird die maximale
Elektronenbesetzung der Schalen ab der vierten Periode
nicht thematisiert. Die Aufgabe 6 bietet eine Möglichkeit, die
Gesetzmäßigkeit der Elektronenverteilung auf den Schalen
einzuführen.
Die 1. Schale enthält maximal 2 · 1 · 1 = 2 Elektronen,
die 2. Schale enthält maximal 2 · 2 · 2 = 8 Elektronen,
die 3. Schale enthält maximal 2 · 3 · 3 = 18 Elektronen,
die 4. Schale enthält maximal 2 · 4 · 4 = 32 Elektronen,
die 5. Schale enthält maximal 2 · 5 · 5 = 50 Elektronen,
usw.
die n-te Schale kann somit 2n2 Elektronen enthalten.